第7章-第3节-化学平衡的移动-化学反应进行的方向.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,【,考纲点击,】,1,理解外界条件,(,温度、压强、浓度、催化剂,),对化,学平衡的影响，认识其一般规律,2,了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领,域中的重要作用,【,考情播报,】,1,外界条件对化学平衡的影响以及化学平衡移动中,相关量的变化分析,2,以图象题考查勒夏特列原理的应用以及速率与平,衡之间的关系,3,结合工农业生产、环境保护等现实问题考查化学,平衡理论的应用,.,1,影响化学平衡移动的外界条件,在一定条件下，,a,A(g,),b,B(g,),m,C(g,),H,0,达到平,衡状态，若其他条件不变，改变下列条件对平衡的影响,如下：,(1),浓度,增大,A,的浓度或减小,C,的浓度，平衡向,方向移动；,增大,C,的浓度或减小,A,的浓度，平衡向,方向移动,正反应,逆反应,(2),压强,若,a,b,m,增大压强，平衡向,的方向移动；,减小压强，平衡向,的方向移动,若,a,b,m,改变压强，平衡,移动,气体体积减小,气体体积增大,不,(3),温度,升高温度，平衡向,方向移动；,降低温度，平衡向,方向移动,(4),催化剂,使用催化剂，因其能同等程度地改变正、逆反应速率，,平衡,移动,逆反应,正反应,不,2,勒夏特列原理,(1),内容,如果改变影响平衡的一个条件,(,如,、,或,),，,平衡就向着能够,的方向移动,(2),应用,该原理适用于化学平衡、溶解平衡、电离平衡、水,解平衡等动态平衡,这种减弱并不能消除外界条件的变化,浓度,压强,温度,减弱这种改变,化学平衡的移动,1,化学平衡移动的判断,(1),一般思路,(2),特殊情况,当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或,液体物质时，由于其,“,浓度,”,是恒定的，不随其量的,增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对平衡,没影响,“,无关气体,”,对化学平衡的影响,a,恒温、恒容条件：,原平衡体系 体系总压强增大,体系中各反应成分的浓度不变,平衡不移动,b,恒温、恒压条件：,原平衡体系 容器容积增大,体系中各组分的浓度同倍数减小,(,等效于减压,),同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响,应用上述规律分析问题时应注意：,(1),不要把,v,(,正,),增大与平衡向正反应方向移动等同起来，只,有,v,(,正,),v,(,逆,),时，才使平衡向正反应方向移动,(2),不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同,起来，当反应物总量不变时，平衡向正反应方向移动，,反应物转化率提高，当增大一种反应物的浓度，使平衡,向正反应方向移动时，只会使其他的反应物的转化率提高,2,化学平衡图象,(1),常见类型,对于反应,m,A(g,),n,B(g,),p,C(g,),q,D(g,),，若,m,n,p,q,且,H,0,v,t,图象,c,t,图象,c-p(T,),图象,其他图象,a,是在,b,的基础上加入正催化剂,由图可知：,2C,（,g,）,2A,（,g,）,+3B,（,g,）,(2),常用方法,四要点分析法,曲线的起点、曲线的变化趋势、曲线的转折点、曲线的,终点的意义,拐点比较,在转化率,(,或物质的含量,),时间曲线中，先出现拐点的,曲线先达到平衡,(,代表温度高、压强大,),定一议二,图象中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两,个量的关系,1,对于平衡,CO,2,(g)CO,2,(aq),H,19.75 kJ/mol,，,为增大二氧化碳气体在水中的溶解度，应采用的方,法是,(,),A,升温增压,B,降温减压,C,升温减压,D,降温增压,解析：,由反应：,CO,2,(g)CO,2,(aq),H,19.75 kJ/mol,可知，,CO,2,溶解是气体体积减小且放热的过程，根据化学平衡移动原理，为增大,CO,2,气体在水中的溶解度，应采取的措施是降温、增压,答案：,D,2,已知：,4NH,3,(g),5O,2,(g)4NO(g),6H,2,O(g),H,1025 kJ/mol,，该反应是一个可逆反应若反应物,起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正,确的是,(,),.,解析：,该反应为放热反应，升高温度平衡左移，,NO,的含量降低，,A,正确、,C,错误；该反应为气体体积增大的反应，增大压强平衡左移，因此压强越大，,NO,的含量越低，,B,正确；而催化剂只能提高反应速率，不会引起平衡的移动，,D,正确,答案：,C,1,自发过程,(1),含义,在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的,过程,(2),特点,体系趋向于从,状态转变为,状态,(,体系对外部,或,热量,),在密闭条件下，体系有从,转变为,的倾向性,(,无序体系更加稳定,),高能,低能,做功,释放,有序,无序,2,化学反应方向的判据,(1),焓判据,放热过程中体系能量,，,H,0,，具有自发进行的,倾向，但有些吸热反应也可以自发进行，故只用焓,变判断反应方向不全面,降低,(2),熵判据,熵：量度体系,程度的物理量，符号,.,熵的大小：同种物质，三种状态下，熵值由大到小的,顺序为,熵判据,体系的混乱度,(,即,),，,S,0,，反应有自发进行,的倾向但有些熵减的过程也能自发进行，故只用熵变,来判断反应方向也不全面,混乱,(,或无序,),S,气态液态固态,增加,熵增,(3),复合判据,自由能变化,G,H,T,S,0,反应非自发进行,0,反应处于平衡状态,0,反应自发进行,化学反应的方向与,G,H,T,S,1,化学反应进行方向的事实判据,(1),由不稳定物质向稳定物质转变,如,2NaHCO,3,Na,2,CO,3,CO,2,H,2,O,，稳定性,Na,2,CO,3,NaHCO,3,.,(2),离子反应总是向着使反应体系中某些离子浓度减小的方,向进行,溶解度大的物质向溶解度小的物质转变，如,CaSO,4,(,微,溶,),Na,2,CO,3,=,CaCO,3,Na,2,SO,4,.,由相对强酸,(,碱,),向相对弱酸,(,碱,),转变，如,CH,3,COOH,NaHCO,3,=,CH,3,COONa,CO,2,H,2,O,，,Na,2,SiO,3,CO,2,H,2,O,=,H,2,SiO,3,Na,2,CO,3,，所以酸性强弱：,CH,3,COOH,H,2,CO,3,H,2,SiO,3,.,(3),由难挥发性物质向易挥发性物质转变,如,NaCl,H,2,SO,4,(,浓,)NaHSO,4,HCl,，所以沸点,H,2,SO,4,(,浓,),HCl,.,(4),由氧化性,(,还原性,),强的物质向氧化性,(,还原性,),弱的物质转变,如,2FeCl,3,2KI,=,2FeCl,2,I,2,2KCl,2FeCl,2,Cl,2,=,2FeCl,3,，则氧化性,Cl,2,FeCl,3,I,2,.,2,焓变和熵变共同判断反应的方向,在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向,G,H,T,S,0,的方向进行，直至达到平衡状态，,G,H,T,S,0,表明反应已达到平衡状态，,G,H,T,S,0,表明反应不能自发进行,(1),H,0,，,S,0,的反应在任何温度下一定能自发进行；,(2),H,0,，,S,0,的反应在任何温度下一定不能自发进行；,(3),焓变和熵变的作用相反，且相差不大时，温度有可能,对反应方向起决定性作用，当,H,0,，,S,0,时，较低,温度下反应自发进行，当,H,0,，,S,0,时，较高温度,下反应自发进行,3,能用能量判据判断下列过程的方向的是,(,),A,水总是自发由高处往低处流,B,放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行,C,有序排列的火柴散落时成为无序排列,D,多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的,几率大,解析：,A,项，水总是自发由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向,B,项，吸热反应也可以自发进行,C,项，有序排列的火柴散落时成为无序排列，有趋向于最大混乱度的倾向，应用熵判据,D,项，扑克牌的无序排列也应用熵判据,答案：,A,例,1,(2009,四川高考,),在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的,X,、,Y,，发生反应,m,X(g,),n,Y(g,),H,Q,kJ/mol.,反应达到平衡时，,Y,的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示：,1,2,4,100,1.00,0.75,0.53,200,1.20,0.90,0.63,300,1.30,1.00,0.70,温度,/,c,(Y)/,mol,/L,气体体积,/L,下列说法正确的是,(,),A,m,n,B,Q,0,，,B,、,D,错误；气体体积增大，若平衡不动，,c,(Y,),应减小为原来的,1/2,，现,c,(Y,),比原来的,1/2,大，即减小压强平衡向右移动，,m,n,，,A,错误，,C,正确,C,本题在分析气体体积与,c,(Y,),的关系时，易忽视体积变化,(,即使平衡不移动,),而导致,c,(Y,),的变化，而得出体积增大,c,(Y,),减小的结论，使判断错误,.,例,2,(2009,安徽高考,),汽车尾气净化中的一个反应如下：,NO(g,),CO(g,)N,2,(g),CO,2,(g),H,373.4 kJ/mol,在恒容的密闭容器中，反应达平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是,(,),思路点拨,课堂笔记,选 该反应为气体计量数减小的放热反应，升高温度，平衡逆向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，平衡常数减小，,A,错误；同理，升高温度，平衡逆向移动，,CO,的转化率减小，,B,错误；平衡常数只与温度有关，与物质的量无关，,C,正确；增加氮气的物质的量，平衡逆向移动，,NO,的转化率减小，,D,错误,C,解图象题须,“,一看,”“,二想,”“,三判断,”,(1,),“,一看,”,看图象,看清所给图象表达的意义,(2),“,二想,”,想规律,看清图象后联想外界条件对化学反应速率和化学,平衡的影响规律,(3),“,三判断,”,通过对比分析，作出正确判断,探究影响化学平衡移动的因素,影响化学平衡移动的因素主要有浓度、温度和压强，分析这类实验探究题时，常常需要考生进行猜想和假设，其他条件不变的情况下，分析其中一个条件变化对平衡的影响，注重考查学生的猜想验证能力以及发散思维能力,某校课外活动小组利用,NO,2,与,N,2,O,4,的反应来探究温度对化学平衡的影响已知：,2NO,2,(g)N,2,O,4,(g),H,(298 K),52.7 kJ/mol,(1),该化学反应的化学平衡常数的表达式为,_,(2),该小组的同学取了两个烧瓶,A,和,B,，分别加入相同浓度的,NO,2,与,N,2,O,4,的混合气体，中间用弹簧夹夹紧，将,A,和,B,浸入到已盛有水的两个水槽中,(,如图所示,),，然后分别向两个水槽中加入浓硫酸和,NH,4,NO,3,固体,请回答：,A,中的现象为,_,，,B,中现象为,_,由上述实验现象可知，降低温度，该反应化学平衡向,(,填,“,正,”,或,“,逆,”,),反应方向移动,升高温度，该反应的化学平衡常数将,(,填,“,增大,”,、,“,减小,”,或者,“,不变,”,),，原因是,_.,【,解析,】,(1),根据化学反应方程式可写出平衡常数的表达式：,K=.,(2),A,中的水槽内加浓,H,2,SO,4,，使体系的温度升高，化学平衡向逆反应方向移动，,NO,2,的浓度增大，气体的颜色加深,B,中的水槽内加入,NH,4,NO,3,使体系的温度降低，化学平衡向正反应方向移动，气体的颜色变浅降低温度，化学平衡向正向移动升高温度，化学平衡常数减小，因为升高温度，化学平衡逆向移动，生成物的浓度减小，反应物的浓度增大，故化学平衡常数减小,【,答案,】,(1)K=,(2),A,中气体的颜色加深,B,中气体的颜色变浅,正,减小升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，生成物的浓度减小，反应物的浓度增大，故化学平衡常数减小,1,已知反应,A,2,(g),2B,2,(g)2AB,2,(g),的,H,0,，下列,说法中正确的是,(,),A,升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率,减小,B,升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到,平衡的时间,C,达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反,应平衡正向移动,D,达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该,反应平衡正向移动,解析：,所给反应是气体物质的量减小的放热反应升高温度，正、逆反应速率都增大，且能缩短达到平衡的时间；达到平衡后，升高温度，平衡左移；增大压强，平衡右移,答案：,B,2,对于任何一个化学平衡体系，采取以下措施，一定会,使平衡发生移动的是,(,),A,加入一种反应物,B,升高温度,C,增大平衡体系的压强,D,使用催化剂,解析：,A,项，加入的反应物若为固体，固体量的增加不影响其浓度，速率不变，平衡不移动,B,项，任何反应都具有热效应，升高温度一定会使平衡发生移动,C,项，对于反应前后气体体积不变的反应，增大压强平衡不移动,D,项，使用催化剂只影响化学反应速率，但不能使平衡发生移动,答案：,B,3,已知：,C(s,),CO,2,(g)2CO(g),H,0.,该反应达到平,衡后，下列条件有利于反应向正方向进行的是,(,),A,升高温度和减小压强,B,降低温度和减小压强,C,降低温度和增大压强,D,升高温度和增大压强,解析：,该反应的正反应是一个气体总体积增大的吸热反应，要使反应正向进行，可以升高温度，也可以减小压强,答案：,A,4,在密闭容器中进行如下反应：,H,2,(g),I,2,(g)2HI(g),，在温,度,T,1,和,T,2,时，产物的量与反应,时间的关系如右图所示符合,图示的正确判断是,(,),A,T,1,T,2,，,H,0 B,T,1,T,2,，,H,0,C,T,1,T,2,，,H,0 D,T,1,T,2,，,H,0,解析：,通过图象可以看出温度为,T,2,时先达到平衡，根据,“,先拐先平数值大,”,的原则，可以得出反应时的温度,T,2,T,1,，因此排除,A,、,B,；结合两条曲线与纵轴的关系可以看出温度越高，,HI,的量越少，说明升高温度，平衡向消耗,HI,的方向移动，即该反应的正反应是放热反应，,H,0.,答案：,D,5,在密闭容器中进行下列反应：,CO,2,(g),C(s,)2CO(g),H,0,，达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度,及平衡如何变化：,(1),增加,C,，平衡,_,，,c,(CO,)_,(2),减小密闭容器的体积，保持温度不变，则平衡,_,，,c,(CO,2,)_,(3),通入,N,2,，保持密闭容器的体积和温度不变，则平衡,_,，,c,(CO,2,)_,(4),保持密闭容器的体积不变，升高温度，则平衡,_,，,c,(CO,)_,解析：,(1)C,为固体，增加,C,，气体反应物浓度并不变，平衡不发生移动；,(2),减小容器的体积，相当于增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动；,(3),通入的,N,2,不参加反应，且密闭容器的体积和温度不变时，各物质的浓度并不改变，平衡不发生移动；,(4),其他条件相同时，升高温度，平衡向吸热反应方向移动,答案：,(1),不移动不变,(2),向逆反应方向移动增大,(3),不移动不变,(4),向正反应方向移动增大,6,密闭容器中发生如下反应：,A(g,),3B(g)2C(g),H,0,，根据下列速率,时间图象，回答下列问题：,(1),下列时刻所改变的外界条件是：,t,1,_,；,t,3,_,；,t,4,_,；,(2),产物,C,的体积分数最大的时间段是,_,；,(3),上述图象中,C,的体积分数相等的时间段是,_,；,(4),反应速率最快的时间段是,_,解析：,(1),t,1,时,v,逆,增大程度比,v,正,增大程度大，说明改变的条件是升高温度,t,3,时,v,正,、,v,逆,同等程度地增大，说明加入了催化剂,t,4,时,v,正,、,v,逆,都降低且,v,正,降低程度更大，说明改变的条件是减小压强,(2),t,1,、,t,4,时改变条件后，都使化学平衡向逆反应方向移动,C,的体积分数都降低，故,t,0,t,1,时间段,C,的体积分数最大,(3),在,t,3,时加入了催化剂，虽然使反应速率发生了改变，但并未引起化学平衡的移动，故,t,2,t,3,段与,t,3,t,4,段,C,的体积分数相等,(4),由图象可看出,t,3,t,4,段化学反应速率最大,答案：,(1),升高温度加入催化剂减小压强,(2),t,0,t,1,(3),t,2,t,3,段与,t,3,t,4,段,(4),t,3,t,4,段,